KR100208299B1 - Method and apparatus for removing sulfur dioxide from gas streams - Google Patents

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마이클 씨. 킬라노우스키 2세
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Abstract

본 발명은 수성 SO2흡착제 및 임펠러를 포함하는 탱크 세정기를 포함하는, 고농도의 SO2를 포함하는 저용적의 기체 스트림으로부터 SO2를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 임펠러는 상부 및 하부 임펠러를 갖는 수직 회전축을 포함한다. 하부 임펠러는 SO2흡착제를 교반하기 위해 작용한다. 상부 임펠러는 덮개를 포함함으로써 흡착제 및 기체를 인도하여 세정기의 벽에 대하여 외부방향으로 인도한다. 기체는 덮개가 있는 임펠러 하부 지점에서 흡착제 속에 주입된다. 덮개는 기체가 통과하는 것을 방지함으로써 기체-액체 혼합을 촉진시켜서, 결과적으로, SO2제거 효율을 상당히 향상시킨다.The present invention relates to a method and apparatus for removing SO 2 from a low volume gas stream comprising a high concentration of SO 2 , comprising a tank scrubber comprising an aqueous SO 2 adsorbent and an impeller. The impeller includes a vertical axis of rotation with upper and lower impellers. The lower impeller acts to agitate the SO 2 adsorbent. The upper impeller includes a lid to guide the adsorbent and the gas outwardly with respect to the wall of the scrubber. Gas is injected into the adsorbent at the bottom of the covered impeller. The lid promotes gas-liquid mixing by preventing gas from passing through, resulting in a significant improvement in SO 2 removal efficiency.

Description

기체 스트림으로부터 이산화황을 제거하는 방법How to remove sulfur dioxide from a gas stream

제1도는 본 발명의 바람직한 양태에서 공정을 수행하기 위한 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out a process in a preferred embodiment of the invention.

제2도는 본 발명의 바람직한 형태에 따르는 덮개가 있는 임펠러(shrouded impeller)의 하부 투시도이다.2 is a bottom perspective view of a shrouded impeller in accordance with a preferred form of the present invention.

본 발명은 SO2함유 기체[이후, 연도 기체(flue gas) 또는 간단히 기체로서 언급함]로부터 이산화황을 세정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 수성 흡수제 속에 SO2함유 기체를 분산시키기 위한 임펠러 장치가 제공된 분산된 기체 상 이산화황 세정기 또는 탱크 세정기에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for cleaning sulfur dioxide from an SO 2 containing gas (hereinafter referred to as flue gas or simply gas). In particular, the present invention relates to a dispersed gas phase sulfur dioxide scrubber or tank scrubber provided with an impeller device for dispersing SO 2 containing gas in an aqueous absorbent.

다량의 이산화황이 전세계의 공장에서 매년 방출되고 이러한 방출을 조절하기 위한 강력한 법규들이 대부분의 국가에서 제정되고 있다. 습윤 세정 시스템[예; 분무 탑(spray tower)]은 연도 기체로부터 이산화황을 제거하기 위해 사용하는 가장 일반적인 수단이다. 습윤 세정기는 전형적으로 연도 기체로부터 SO2을 제거시키기 위하여 알칼리성 시약[예; 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 석회 또는 석회석]의 수용액 또는 수성 슬러리를 사용한다. 알칼리성 시약의 이러한 용액 및 슬러리는 종종 SO2흡수제 또는 간단히 흡수제로서 언급된다. 통상적인 습윤 세정기는 SO2를 제거시키는 매우 효과적인 수단인 것으로 판명되었지만, 이들은 엄청난 스케일 침적으로 인하여 유지 비용이 매우 커지는 경향이 있다. 추가로, 통상적인 습윤 세정기의 SO2제거 효율은 약 90%뿐인데, 이것은 방출된 연도 기체가 전세계의 수많은 지역에서의 법규적인 표준을 충족시키도록 하는데 있어 항상 적합한 것은 아니다.Large quantities of sulfur dioxide are released from plants around the world each year, and strong laws are in place in most countries to regulate these emissions. Wet cleaning systems [eg; Spray towers are the most common means used to remove sulfur dioxide from flue gases. Wet scrubbers typically use alkaline reagents [eg, to remove SO 2 from flue gas]; Aqueous solution of sodium bicarbonate, sodium carbonate, lime or limestone or an aqueous slurry. Such solutions and slurries of alkaline reagents are often referred to as SO 2 absorbers or simply absorbers. Conventional wet scrubbers have proved to be very effective means of removing SO 2 , but they tend to be very expensive to maintain due to massive scale deposition. In addition, the SO 2 removal efficiency of conventional wet scrubbers is only about 90%, which is not always adequate to ensure that the emitted flue gas meets regulatory standards in numerous regions around the world.

탱크 세정기는 통상적인 습윤 세정기를 대체시킨다. 탱크 세정기는 일반적으로 SO2에 대한 흡수제로서 작용하는 알칼리성 시약[대개, 석회 또는 석회석]의 수성 슬러리 또는 수용액을 포함하는 용기를 제공한다. 연도 기체는 흡수제 슬러리속에 직접 주입시킨다. SO2함유 기체를 흡수제 슬러리와 접촉시키기 위한 몇몇의 장치가 제안되어 왔다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4,099,925호에서, 연도 기체는 액체 상승용 파이프(liquid-raising pipe)에서 흡수 슬러리와 접촉된다. 미합중국 특허 제4,156,712호에서, 연도 기체는 특정한 기계적 교반의 도움없이 연도 기체 주입량 이상으로 액체 흡수제의 상부에 스파징(sparging)시킨다. 미합중국 특허 제4,229,417호에서, 연도 기체 분산은 연도 기체를 흡수제 슬러리 속에 공급하는 파이프가 보다 양호한 기체 분산을 위해 제공되는 노치(notch)를 갖는 것만 제외하고는 미합중국 특허 제4,156,712의 방법과 유사한 방법으로 성취한다. 미합중국 특허 제4,911,901호에는 연도 기체가 반응기 속에서 기체-슬러리 접촉 전에 흡수제 슬러리의 비말(spray)과 접촉되는 방법이 기재되어 있다. 이러한 선행 기술의 탱크 세정기에 의해 획득되는 SO2제거 효율은 90 내지 90% 범위인데, 이것은 통상적인 습윤 세정기 효율에 비하여 상당히 개선된 것이다. 이들 탱크 세정기의 효율은 특히, 연도 기체 중의 SO2농도가 비교적 높은 경우, 보다 특히, 기체가 1%초과의 SO2를 포함하는 경우 법규적인 요구조건을 항상 충족시키는데 적합한 것은 아니다.Tank scrubbers replace conventional wet scrubbers. Tank scrubbers generally provide a vessel comprising an aqueous slurry or aqueous solution of alkaline reagents (usually lime or limestone) that act as absorbents for SO 2 . Flue gas is injected directly into the absorbent slurry. Several devices have been proposed for contacting the SO 2 containing gas with the absorbent slurry. For example, in US Pat. No. 4,099,925, flue gas is contacted with an absorbing slurry in a liquid-raising pipe. In US Pat. No. 4,156,712, flue gas is sparged on top of the liquid absorbent above flue gas injection without the aid of certain mechanical agitation. In US Pat. No. 4,229,417, flue gas dispersion is achieved in a manner similar to that of US Pat. No. 4,156,712, except that the pipes supplying the flue gas into the sorbent slurry have a notch provided for better gas dispersion. do. US Patent No. 4,911,901 describes a process in which flue gas is contacted with a spray of sorbent slurry prior to gas-slurry contact in the reactor. The SO 2 removal efficiencies obtained by such prior art tank scrubbers range from 90 to 90%, which is a significant improvement over conventional wet scrubber efficiencies. The efficiency of these tank scrubbers is not always suitable to meet statutory requirements, especially when the SO 2 concentration in the flue gas is relatively high, more particularly when the gas comprises more than 1% SO 2 .

일반적으로, 탱크 세정기는 흡수제를 통하여 연도 기체를 버블링(bubbling)시키는 장치를 포함한다. 결과적으로, 탱크 세정기는 전형적으로 처리시킬 수 있는 연도 기체의 용적에 대하여 제한된다.Generally, tank scrubbers include a device for bubbling flue gas through an absorbent. As a result, tank scrubbers are typically limited to the volume of flue gas that can be treated.

현재 이용되고 있는 탱크 세정기는 매우 큰 용적의 연도 기체를 처리함에 있어서의 어려움으로 인하여 제한되지만, 비교적 작은 용적[즉, 25,000CMF 미만]이고 SO2함량의 연도 기체를 생성하는 공장의 탱크 세정기에 수많은 잠재적인 적용이 존재한다. 예를 들면, 신개발된 야금 공정[예, 산소 증량된 금광 배소(roasting)]은 이러한 기체들을 생성시킨다. 스몰 클라우스(Small Claus) 공장도 이러한 기체를 생성시킨다. 저용적의 연도 기체를 처리하는데 사용되는 경우 탱크 세정기의 고효율에 기인하여, 잠재적인 적용의 수는 점점 강화되고 있는 환경보호 법규와 함께 증가되어야 한다. 탱크 세정기 고안에 있어서의 연속된 개량은 탱크 세정기의 사용에 대한 휠씬 더 많은 기회를 제공하게 된다.Currently used tank scrubbers are limited due to the difficulty in handling very large volumes of flue gas, but are often used in tank scrubbers in plants that produce relatively small volumes (ie, less than 25,000 CMF) and produce SO 2 content of flue gas. There is a potential application. For example, newly developed metallurgical processes (eg, oxygen-extended gold mine roasting) produce these gases. The Small Claus plant also produces this gas. Due to the high efficiency of tank scrubbers when used to treat low volume flue gases, the number of potential applications must be increased with increasing environmental protection legislation. Successive improvements in tank scrubber designs provide even more opportunities for the use of tank scrubbers.

따라서, 연도 기체 및 기타 기체 스트림으로부터 SO2를 제거하기 위한 탱크 세정기의 효율을 향상시키기 위한 계속적인 필요성이 존재해 왔다. 또한, 고농도의 SO2를 포함하는 연도 기체의 저용적 스트림으로부터 다량의 SO2를 제거할 수 있는 개량된 탱크 세정기에 대한 특별한 필요성이 존재한다.Accordingly, there has been a continuing need to improve the efficiency of tank scrubbers for removing SO 2 from flue gas and other gas streams. There is also a special need for an improved tank scrubber capable of removing large amounts of SO 2 from a low volume stream of flue gas comprising high concentrations of SO 2 .

따라서, 본 발명은 연도 기체로부터 SO2를 제거하기 위한 개량된 탱크 세정기 고안을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법 및 장치는 고농도의 SO2를 포함하는 연도 기체의 저용적 스트림으로부터 SO2를 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.Accordingly, the present invention relates to a method and apparatus for providing an improved tank scrubber design for removing SO 2 from flue gas. The method and apparatus of the present invention are those capable of effectively removing SO 2 from a low volume stream of flue gas containing high concentrations of SO 2 .

본 발명은 SO2함유 기체, 특히 1용적% 초과의 양으로 이산화황을 포함하는 연도 기체로부터 이산화황을 세정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. SO2및 바람직하게는 O2를 포함하는 SO2함유 기체는 약 2 내지 8psig의 압력으로 압축시켜 새로운 SO2흡수제가 공급된 탱크 세정기 속에 주입시킨다. 적합한 흡수제는, 예를 들면, 중탄산나트륨, 탄산나트륨 또는 수산화나트륨의 수용액 또는 수성 슬러리 및 석회 및/또는 석회석의 수성 슬러리 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 흡수제는 석회의 수성 슬러리이다. 탱크 세정기는 흡수제 중에 기체를 분산시키고, 수성 흡수제를 순환시키며 고체를 현탁액 중에 유지시키기 위한 교반 수단을 포함한다. 탱크 세정기의 교반 시스템은 고전단력을 제공하도록 고안된 상부 임펠러 수단 및 교반시키도록 고안된 하부 임펠러 수단을 포함한다. 상부 및 하부 임펠러는 탱크 속에 위치된 단일 회전 임펠러 축 상에 위치시켜 임펠러가 흡수제의 표면 밑에 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 또 다른 양태에서, 임펠러는 별도의 회전축상에 위치할 수 있다. 바람직한 양태에서, 하부 임펠러는 피칭된 블레이드(pitched blade)이다. 바람직하게는, 상부 임페러는 덮개로서 작용하는 원형 디스크 및 디스크의 외부 가장자리에서 종결되는 방사형으로 연장되는 다수의 편평한 블레이드 또는 날개를 포함하는 덮개가 있는 편평한 블레이드 디스크 고안이다.The present invention relates to a method and apparatus for cleaning sulfur dioxide from a SO 2 containing gas, in particular flue gas comprising sulfur dioxide in an amount greater than 1 vol%. SO 2 and preferably SO 2 containing gas containing O 2 is compressed to a pressure of about 2 to 8psig is injected into the new SO 2 absorber feed tank the washing machine. Suitable absorbents include, for example, aqueous solutions or aqueous slurries of sodium bicarbonate, sodium carbonate or sodium hydroxide and aqueous slurries of lime and / or limestone and mixtures thereof. Preferred absorbents are aqueous slurries of lime. The tank scrubber comprises stirring means for dispersing gas in the absorbent, circulating the aqueous absorbent and maintaining the solid in suspension. The stirring system of the tank scrubber comprises an upper impeller means designed to provide high shear forces and a lower impeller means designed to stir. The upper and lower impellers are preferably placed on a single rotating impeller axis located in the tank so that the impeller is present below the surface of the absorbent. In another aspect, the impeller may be located on a separate axis of rotation. In a preferred embodiment, the lower impeller is a pitched blade. Preferably, the upper impeller is a flat blade disc design having a circular disk that acts as a lid and a plurality of flat blades or wings extending radially terminating at the outer edge of the disk.

편형한 블레이드는 디스크의 하측에 고정시킨다. 하부 임펠러의 덮개는 바람직하게는 흡수제 용액 또는 슬러리의 표면 하부에서 1 내지 3ft 사이에 위치된다. SO2함유 기체는 SO2흡수제의 용액 또는 슬러리 속에 주입되어 상부 임펠러에 의해 상기 용액 또는 슬러리 속에 분산된다. 수성 흡수제의 pH는 새로운 흡수제를 가함으로써 pH를 약 4.5 내지 7.0으로 유지시키는 것이 바람직하다. 용액 또는 슬러리 온도는 33 내지 185°F으로 유지시키는 것이 바람직하다. SO2함유 기체는 탱크 세정기 속에 유지된 흡수제 용액 또는 슬러리의 표면 밑의 3 내지 5ft에서 상부 임펠러와 하부 임펠러 사이의 임펠러 축 부근의 지점에 주입된다. 단일 노즐 기체 주입 수단을 사용하여 SO2함유 기체를 하방으로 주입시키는 것이 바람직하다. 또한, 다수의 주입 노즐을 사용할 수 있다.The flat blade is fixed under the disk. The cover of the lower impeller is preferably located between 1 and 3 ft below the surface of the absorbent solution or slurry. The SO 2 containing gas is injected into the solution or slurry of the SO 2 absorbent and dispersed in the solution or slurry by the upper impeller. The pH of the aqueous absorbent is preferably maintained at about 4.5 to 7.0 by adding fresh absorbent. The solution or slurry temperature is preferably maintained at 33 to 185 ° F. The SO 2 containing gas is injected at a point near the impeller axis between the upper and lower impellers at 3-5 feet below the surface of the absorbent solution or slurry held in the tank scrubber. It is preferable to inject the SO 2 containing gas downward using a single nozzle gas injection means. In addition, multiple injection nozzles may be used.

기체 속에 포함된 SO2는 흡수제의 수성 상 속에 용해되고 흡수제와 반응하여 중간체 생성물[예: 중아황산나트륨 NaHSO, 아황산나트륨 Na2SO3, 중아황산칼슘 Ca(HSO3)2및/또는 아황산칼슘 CaSO3]을 형성한다. 충분한 산소가 사용되는 경우, 상응하는 황산염이 형성된다. Na2SO3또는 CaSO4에 대한 반응을 완결시키기 위해 불충분한 산소가 주입 기체 속에 사용되는 경우, 추가의 산소를 기체 유입 라인을 통하여 탱크 세정기 용액 또는 슬러리 속에 직접 가하거나 탱크 세정기로부터의 용액 또는 슬러리 유출물 라인 속에 직접 가할 수 있다.SO 2 contained in the gas is dissolved in the aqueous phase of the absorbent and reacted with the absorbent to react intermediate products such as sodium bisulfite NaHSO, sodium sulfite Na 2 SO 3 , calcium bisulfite Ca (HSO 3 ) 2 and / or calcium sulfite CaSO 3 ]. If enough oxygen is used, the corresponding sulfate is formed. If insufficient oxygen is used in the injection gas to complete the reaction to Na 2 SO 3 or CaSO 4 , additional oxygen is added directly to the tank scrubber solution or slurry via a gas inlet line or a solution or slurry from the tank scrubber. It can be applied directly into the effluent line.

본 발명의 한 가지 바람직한 양태에서, 공정은 연속 공정으로서 수행한다. 새로운 수성 흡수제는 탱크 세정기로 계속적으로 도입됨으로써 탱크 속의 흡수제는 새로운 흡수제와 사용된 흡수제의 혼합물을 포함한다. 새로운 흡수제는 SO2함유 기체의 주입을 개시하는 속도로 탱크에 도입시킴으로써 수성 흡수제의 pH는 바람직하게는 약 4.5 내지 7.0 보다 바람직하게는 약 5.4 내지 6.0으로 유지시킨다.In one preferred embodiment of the invention, the process is carried out as a continuous process. The new aqueous absorbent is continuously introduced into the tank scrubber so that the absorbent in the tank comprises a mixture of fresh absorbent and used absorbent. The new absorbent is introduced into the tank at a rate that initiates injection of the SO 2 containing gas so that the pH of the aqueous absorbent is preferably maintained at about 4.5 to 7.0 and more preferably at about 5.4 to 6.0.

사용된 SO2흡수제는 덮개가 있는 임펠러의 약 1 내지 3ft위에서 용액 또는 슬러리를 일정량으로 유지시키기에 충분한 속도로 교반된 탱크로부터 회수된다.The SO 2 absorbent used is recovered from the stirred tank at a rate sufficient to maintain a constant amount of solution or slurry above about 1 to 3 feet of the covered impeller.

선행 기술의 탱크 세정기의 단점과 제한은 본 발명의 방법과 장치에 의해 제거된다. 본 발명은 신규한 탱크 세정기를 사용하여 기체, 특히 연도 기체로부터 이산화황을 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 1 내지 50용적%의 이산화황을 포함하는 기체로부터 다량의 이산화황을 효과적으로 제거할 수 있다.The disadvantages and limitations of the prior art tank scrubbers are eliminated by the method and apparatus of the present invention. The present invention relates to a method of removing sulfur dioxide from a gas, in particular flue gas, using a novel tank scrubber. The process of the present invention can effectively remove large amounts of sulfur dioxide from a gas comprising from 1 to 50 volume percent sulfur dioxide.

SO2함유 기체[예: 연도 기체]는 SO2흡수제를 포함하는 탱크 세정기 속에 주입된다. 탱크 세정기는 덮개가 있는 고전단 상부 임펠러를 포함하는 임펠러 수단을 포함한다. 임펠러 수단은 추가로 수성 흡수제를 교반시키는데 작용하는 피칭된 블레이드 하부 임펠러를 포함한다. 상부 및 하부 임펠러는 바람직하게는 당해 임펠러들을 위치시키기 위한 상부 및 하부 영역을 갖는 공동 수직 회전 축 상에 위치한다. 임펠러는 별도의 축 상에 위치할 수도 있다. SO2함유 기체는 바람직하게는 수성 흡수제의 위치 밑에서 약 3내지 5ft의 상부 임펠러와 하부 임펠러 사이의 지점에서 수성 흡수제 속에 주입된다. 상부 임펠러는 전단작용을 제공하여 주입된 기체를 분산시키고 SO2의 흡수제로의 흡수를 가속시킨다. 상부 임펠러 상의 덮개는 실질적으로 흡수제 속에 분산되기 전에 SO2함유 기체가 흡수제로부터 버블링되는 것을 방지한다. 하부 임펠러의 블레이드는 교반 작용을 제공하여 피칭되어 축을 따라 흡수제를 끌어올리거나 그렇지 않으면 흡수제를 탱크의 하부에 추진시킬 수 있다.SO 2 containing gases (eg flue gases) are injected into tank scrubbers containing SO 2 absorbents. The tank scrubber comprises impeller means including a capped high shear upper impeller. The impeller means further comprise a pitched blade lower impeller which acts to agitate the aqueous absorbent. The upper and lower impellers are preferably located on a common vertical axis of rotation with upper and lower regions for positioning the impellers. The impeller may be located on a separate axis. The SO 2 containing gas is preferably injected into the aqueous absorbent at a point between the upper and lower impellers of about 3 to 5 feet below the location of the aqueous absorbent. The upper impeller provides shearing action to disperse the injected gas and accelerate the absorption of SO 2 into the absorbent. The cover on the upper impeller substantially prevents the SO 2 containing gas from bubbling from the absorbent before it is dispersed in the absorbent. The blades of the lower impeller may provide agitation action and may be pitched to elevate the absorbent along the axis or to otherwise propel the absorbent to the bottom of the tank.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, SO2흡수제는 알칼리성 흡수제 물질의 수용액 또는 수성 슬러리이다. 바람직한 알칼리성 흡수제 물질은 탄산칼슘[예: 석회석], 산화칼슘[예: 석회] 및 수산화칼슘[예: 소석회(slaked lime)]이다. 기타의 만족스러운 알칼리성 흡수제 물질은, 예를 들면, 중탄산나트륨, 탄산나트륨 및 수산화나트륨을 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the invention, the SO 2 absorbent is an aqueous solution or aqueous slurry of alkaline absorbent material. Preferred alkaline absorbent materials are calcium carbonate [eg limestone], calcium oxide [eg lime] and calcium hydroxide [eg slaked lime]. Other satisfactory alkaline absorbent materials may include, for example, sodium bicarbonate, sodium carbonate and sodium hydroxide.

본 발명의 방법은 바람직하게는 새로운 수성 흡수제가 반응 용기에 연속적으로 가해지고 사용된 흡수제가 연속적으로 제거되는 연속 공정이다. 덜 바람직한 것이지만, 공정은 배치 공정(batch process)으로 수행할 수 있다. SO2함유 기체는 이후에 보다 상세하게 기술하는 바와 같이 흡수제 속에 주입된다. SO2함유 기체 주입 및 새로운 흡수제의 첨가 전반에 걸쳐, 탱크 세정기 속의 수성 흡수제의 pH는 바람직하게는 약 4.5 내지 7.0 보다 바람직하게는 약 5.4 내지 6.0으로 유지시킨다. 특정한 작동 조건하에서, 흡수제의 pH는 7.0 이상으로 상승시킬 수 있다. 수성 흡수제의 pH는 바람직하게는 pH가 목적하는 수준으로 유지되도록 새로운 흡수제 첨가 속도와 기체 주입 속도를 조정함으로써 조절된다. 새로운 흡수제의 첨가량 및 첨가 속도는 흡수제의 농도와 처리될 기체의 이산화황 함량에 좌우된다.The process of the invention is preferably a continuous process in which fresh aqueous absorbents are added continuously to the reaction vessel and the absorbents used are continuously removed. Although less preferred, the process can be carried out in a batch process. The SO 2 containing gas is injected into the absorbent as described in more detail below. Throughout the injection of SO 2 containing gas and the addition of fresh absorbent, the pH of the aqueous absorbent in the tank scrubber is preferably maintained at about 4.5 to 7.0, more preferably at about 5.4 to 6.0. Under certain operating conditions, the pH of the absorbent may be raised above 7.0. The pH of the aqueous absorbent is preferably adjusted by adjusting the rate of fresh sorbent addition and gas injection so that the pH is maintained at the desired level. The amount and rate of addition of the new absorbent depends on the concentration of the absorbent and the sulfur dioxide content of the gas to be treated.

본 발명의 바람직한 양태에 따르는 장치는 제1도에 나타내었다. 탱크 세정기(4)는 고전단력을 제공하기 위한 덮개가 있는 상부 임펠러(6) 및 교반을 제공하기 위한 피칭된 블레이드 하부 임펠러(8)로 이루어진 교반 시스템이 장착된 상부 폐쇄된 용기이다. 바람직하게는, 덮개가 있는 임펠러(6)에는 기체 분산을 위한 4개 또는 6개의 편평한 직사각형 블레이드(20)가 부착되어 있다. 제1도에 나타낸 바와같이 블레이드의 끝은 임펠러 덮개(7)의 외부 가장자리와 일치시킨다. 임펠러의 크기는 탱크의 크기와 기타 인자에 따라 변화하게 된다. 예를 들면, 20ft 직경의 탱크는 전형적으로 최대 효율을 수득하기 위해서는 약 6 내지 7ft 직경의 상부 임펠러 및 약 9 내지 10ft 직경의 하부 임펠러를 필요로 하게 된다. 덮개(7)는 임펠러 축(5)을 따라 주입된 기체의 통과를 방지하고 흡수제 속에서의 연도 기체 잔류시간을 방해하지 않고 수성 흡수제 속에서 비교적 얕은 깊이로 기체가 주입되도록 한다. 기체 주입을 얕게 하는 경우, 기체 주입시의 마력 요구량을 줄인다. 상부 및 하부 임펠러(6 및 8)는 바람직하게는 모터(9)에 의해 구동되는 공동 임펠러 축(5)에 부착시킨다.An apparatus according to a preferred embodiment of the invention is shown in FIG. The tank scrubber 4 is a top closed vessel equipped with a stirring system consisting of an upper impeller 6 with a lid for providing high shear forces and a pitched blade lower impeller 8 for providing agitation. Preferably, the covered impeller 6 is attached with four or six flat rectangular blades 20 for gas dispersion. As shown in FIG. 1 the tip of the blade coincides with the outer edge of the impeller cover 7. The size of the impeller will change depending on the size of the tank and other factors. For example, a 20ft diameter tank typically requires an upper impeller of about 6 to 7ft diameter and a lower impeller of about 9 to 10ft diameter to achieve maximum efficiency. The lid 7 prevents the passage of the injected gas along the impeller shaft 5 and allows the gas to be injected at a relatively shallow depth in the aqueous absorbent without disturbing the flue gas residence time in the absorbent. When the gas injection is made shallow, the horsepower requirement during the gas injection is reduced. The upper and lower impellers 6 and 8 are preferably attached to the common impeller shaft 5 which is driven by the motor 9.

탱크 세정기(4) 속에 유지된 탱크 세정기 용액 또는 슬러리(10)[이후, 탱크 세정기 유체 또는 간단히 유체로서 언급함]는 새로운 SO2흡수제와 사용된 SO2흡수제의 수성 혼합물을 포함한다. 탱크 세정기 유체(10)는 새로운 흡수제를 가함으로써 pH를 4.5 이상, 바람직하게는 5.4 이상으로 유지시킨다. 석회의 수성 슬러리를 새로운 흡수제로서 사용하는 경우, 탱크 세정기 유체(10)는 pH를 바람직하게는 4.5 내지 7.0보다 바람직하게는 5.4 내지 6.0의 범위로 유지시킨다. 추가의 새로운 SO2흡수제는 라인(13)을 통해 연속적으로 가하여 탱크 세정기 유체(10)의 pH를 조정한다. 탱크 세정기 유체의 pH는 7.0 이상으로 상승시킬 수 있지만, 7.0 이상의 pH 값에서 연도 기체 속에 포함된 Ca(OH)2와 이산화탄소 사이에 발생되는 반응은 CaCO3형성을 증가시키고, 스케일 침적을 증가시키고 석회 소모를 크게하는 경향을 일으킨다. 4.5 이하의 pH 값에서, SO2용해도는 너무 낮아서 세정기 효율에 결정적인 영향을 미친다. 탱크 세정기 유체 표면 수위(11)는 바람직하게는 덮개가 있는 임펠러(6)의 약 1 내지 3ft 위의 위치에 유지시킨다. 세정기 유체 표면 수위(11)는 탱크 세정기(4) 속에 포함된 슬러리를 연속적으로 또는 주기적으로 회수시킴으로써 조절한다. 탱크 세정기(4)는 흡수제 유체 상부에 기체 회수 공간(12)을 제공하도록 하는 크기로 설계하여 라인(14)을 통해 세정기(14)를 빠져나오기 전에 처리된 기체를 회수한다.Tank scrubber solution or slurry 10 (hereinafter referred to as tank scrubber fluid or simply fluid) held in tank scrubber 4 comprises an aqueous mixture of fresh SO 2 absorbent and used SO 2 absorbent. The tank scrubber fluid 10 maintains the pH above 4.5, preferably above 5.4 by adding fresh absorbent. When using an aqueous slurry of lime as a fresh absorbent, the tank scrubber fluid 10 maintains the pH preferably in the range of 5.4 to 6.0, preferably 4.5 to 7.0. Additional new SO 2 absorbent is added continuously through line 13 to adjust the pH of the tank scrubber fluid 10. Although the pH of the tank scrubber fluid can be raised to above 7.0, reactions occurring between Ca (OH) 2 and carbon dioxide contained in the flue gas at pH values above 7.0 increase CaCO 3 formation, increase scale deposition and lime Causes a tendency to increase consumption. At pH values below 4.5, the SO 2 solubility is too low to have a decisive impact on scrubber efficiency. The tank scrubber fluid surface level 11 is preferably held at about 1 to 3 feet above the covered impeller 6. The scrubber fluid surface level 11 is controlled by continuously or periodically recovering the slurry contained in the tank scrubber 4. The tank scrubber 4 is designed to provide a gas recovery space 12 on top of the absorbent fluid to recover the treated gas prior to exiting the scrubber 14 through line 14.

제1도에서, SO2및 바람직하게는 O2를 포함하며 약 2 내지 8psig로 압축시킨 연도 기체는 라인(1 및 2) 및 주입 노즐(3)을 통해 탱크 세정기(4)로 공급된다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 연도 기체 주입 노즐(3)은 바람직하게는 연도 기체를 하부 임펠러(8)를 향한 방향의 하방으로 주입시킨다. 연도 기체는 덮개가 있는 상부 임펠러(6) 바로 밑의 교반기 축(5) 부근의 지점에서 탱크 세정기 유체(10)의 표면 밑에 주입된다. 연도 기체 주입점은 바람직하게는 탱크 세정기 유체 표면 수준(11)에서 약 3 내지 5ft 아래이다. 바람직하게는, 단일 주입 노즐(3)을 사용하여 다수의 주입 점을 사용함으로써 일반적으로 생성되는 잠재적인 스케일 침적을 방지한다. 주입 노즐(3)의 내부는 내부 노즐립 및 내부 노즐 파이프 표면을 향한 다수의 물 비말(나타내지 않았음)의 작용에 의해 깨끗하게 유지될 수 있다.In FIG. 1, flue gas comprising SO 2 and preferably O 2 and compressed to about 2-8 psig is fed to tank scrubber 4 via lines 1 and 2 and injection nozzle 3. As shown in FIG. 1, the flue gas injection nozzle 3 preferably injects flue gas downward in a direction towards the lower impeller 8. Flue gas is injected below the surface of the tank scrubber fluid 10 at a point near the stirrer shaft 5 just below the covered upper impeller 6. The flue gas injection point is preferably about 3 to 5 feet below the tank scrubber fluid surface level 11. Preferably, a single injection nozzle 3 is used to avoid the potential scale deposits typically created by using multiple injection points. The interior of the injection nozzle 3 can be kept clean by the action of a number of water droplets (not shown) towards the inner nozzle lip and the inner nozzle pipe surface.

연도 기체중의 SO2는 탱크 세정기 유체(10)속에 포함된 흡수제와 반응하여 중간체 반응 생성물[예: 중아황산나트륨 NaHSO3, 아황산나트륨 Na2SO3, 중아황산칼슘 Ca(HSO3)2및/또는 아황산칼슘 CaSO3]을 형성시킨다. 이들 중간체 생성물은 충분한 산소가 세정기 속에 존재하는 경우 추가로 산소와 반응하여 상응하는 황산염을 형성시킨다. 중간체 생성물의 산화를 효과적으로 완결하기 위해 연도 기체 속에 사용할 수 있는 O2가 불충분[즉, 약 5용적% 미만의 O2]한 경우, O2공급원을 가할 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 연도 기체는 흡수제 속에 주입되는 때에 약 5용적% 이상의 산소를 포함한다. 당해 추가의 O2공급원은 라인(18)을 사용하여 연도 기체 유입 라인(1)에 가할 수 있다. 추가의 O2공급원은 연도 기체 주입 노즐(3)에 인접하고 상부 임펠러(6) 하부에 존재하는 탱크 세정기 유체(10)의 표면(11) 밑에 위치시킬 수 있는 노즐(19)과 같은 분배 시스템을 통하여 탱크 세정기 유체(10)에 직접 가할 수 있다. 또 다른 양태에서, 라인(15 및 17) 및 밸브(16)에 의해 탱크 세정기(4)를 빠져나오는 유출물 탱크 세정기 유체(10)는 탱크 세정기(4) 외부의 수단(나타내지 않았음)에 의해 공기 또는 산소를 사용하여 처리할 수 있다. 기체의 산소 함량을 보충하기 위해 연도 기체에 가해진 산소는, 일반적으로 보다 순수하거나 농축된 형태의 산소가 사용될 수 있지만, 산소 함유 기체[예: 공기] 형태이다.SO 2 in the flue gas reacts with the absorbent contained in the tank scrubber fluid 10 to react intermediate products such as sodium bisulfite NaHSO 3 , sodium sulfite Na 2 SO 3 , calcium bisulfite Ca (HSO 3 ) 2 and / or Calcium sulfite CaSO 3 ]. These intermediate products further react with oxygen to form the corresponding sulfate when sufficient oxygen is present in the scrubber. If there is insufficient O 2 available in the flue gas (ie less than about 5 vol% O 2 ) to effectively complete the oxidation of the intermediate product, an O 2 source can be added. In a preferred embodiment of the present invention, the flue gas comprises at least about 5 volume percent oxygen when injected into the absorbent. This additional O 2 source can be added to the flue gas inlet line 1 using line 18. An additional source of O 2 is provided with a dispensing system such as a nozzle 19 which can be positioned below the surface 11 of the tank scrubber fluid 10 adjacent the flue gas injection nozzle 3 and present under the upper impeller 6. Through the tank scrubber fluid 10 directly. In another embodiment, the effluent tank scrubber fluid 10 exiting the tank scrubber 4 by the lines 15 and 17 and the valve 16 is by means (not shown) external to the tank scrubber 4. Treatment may be with air or oxygen. Oxygen added to the flue gas to replenish the oxygen content of the gas is generally in the form of an oxygen containing gas [eg air], although oxygen may be used in a more pure or concentrated form.

탱크 세정기(4)는 30분 이상, 바람직하게는 8 내지 24시간 동안 유체를 보유할 수 있는 크기로 설계한다. 33 내지 185°F으로 유지시킨 탱크 세정기 유체(10)는 라인(15), 조절 밸브(16) 및 라인(17)을 통해 세정기(4)로부터 회수된다. 중탄산나트륨 또는 탄산나트륨 용액을 흡수제로서 사용하는 경우, 수득한 황산나트륨 용액은 당해 분야에 공지된 바와 같이 석회를 사용하여 재생시킬 수 있다. 바람직한 양태에서와 같이, 석회를 흡수제로서 사용하는 경우, 탱크 세정기 유체(10)를 처분하기 위한 테일링 폰드(tailings pond)에 보내거나, 그렇지 않으면, 유체는 탈수시켜 산업용품으로 사용하기 위해 이의 고형물을 회수할 수 있다.The tank scrubber 4 is designed to be sized to hold the fluid for at least 30 minutes, preferably 8 to 24 hours. Tank scrubber fluid 10, maintained at 33 to 185 ° F., is withdrawn from scrubber 4 through line 15, control valve 16, and line 17. When using sodium bicarbonate or sodium carbonate solution as absorbent, the obtained sodium sulfate solution can be regenerated using lime as is known in the art. As in the preferred embodiment, when lime is used as the absorbent, the tank scrubber fluid 10 is sent to a tailings pond for disposal or the fluid is dehydrated to obtain its solids for use in industrial applications. It can be recovered.

본 발명의 탱크 세정기(4)의 독특한 이점은 교반 시스템이다. 교반기 축(5) 상부의 기체의 짧은 순회(circuiting)를 방지시킴으로써, 상부 덮개(7)는 연도 기체의 비교적 얕은 주입을 허락하며 여전히 최소 용적의 흡수제 속에서 기체-유체가 양호하게 접촉하도록 한다. 이것은 연도 기체 압축 필요성을 최소화[즉, 약 2 내지 8psig]시키고, 마력을 상당히 절감시킨다. 2개의 입펠러 수단과 조합시킨 덮개(7)는 기체와 탱크 세정기 유체(10)의 격력한 교반 및 혼합을 제공하며, 결과적으로 탱크 세정기 유체(10)에 의해 SO2의 빠르고 효과적인 흡수를 촉진시킨다.A unique advantage of the tank scrubber 4 of the present invention is the stirring system. By preventing short circuiting of the gas on top of the stirrer shaft 5, the top cover 7 allows relatively shallow injection of flue gas and still allows good gas-fluid contact in the minimum volume of absorbent. This minimizes the need for flue gas compression (ie, about 2-8 psig) and significantly reduces horsepower. The lid 7 in combination with the two Ipeller means provides vigorous agitation and mixing of the gas and tank scrubber fluid 10 and consequently promotes fast and effective absorption of SO 2 by the tank scrubber fluid 10. .

제2도는 덮개가 있는 임펠러(6)와 덮개(7)의 하부 투시도이다. 당해 양태에서, 임펠러는 덮개(7) 바로 밑에 위치된 6개의 편평한 직사각형 블레이드(20)를 갖는다. 나타낸 바와 같이, 덮게(7)는 실질적으로 임펠러 축(5)에 고정된 편평한 디스크형 부재이다. 블레이드(20)는 실질적으로 덮개(7)의 하부 측면에 고정된 직사각형 형태이다. 블레이드(20)는 바람직하게는 임펠러 축(5)의 축과 실질적으로 평행한 수직면에 위치한다. 제2도에 나타낸 양태에서, 임펠러 블레이드는 임펠러 축(5)으로부터 외부 방향으로 방사형으로 연장되고 덮개(7)의 외부 가장자리에서 종결된다. 바람직하게는, 블레이드(20)는 축(5)에서 약간 일정한 간격을 둔다. 다른 방법으로는, 블레이드(20)는 축(5)과 접촉하고 덮개(7)의 외부 가장자리에 대하여 외부 방향으로 방사형으로 연장된다. 추가의 양태에서, 임펠러 블레이드(20)는 임펠러 축(5)의 축에 대하여 피칭될 수 있다.2 is a bottom perspective view of the covered impeller 6 and the lid 7. In this embodiment, the impeller has six flat rectangular blades 20 situated just below the lid 7. As shown, the cover 7 is a flat disk-shaped member that is substantially fixed to the impeller shaft 5. The blade 20 is substantially rectangular in shape fixed to the lower side of the lid 7. The blade 20 is preferably located in a vertical plane substantially parallel to the axis of the impeller shaft 5. In the embodiment shown in FIG. 2, the impeller blades extend radially outward from the impeller shaft 5 and terminate at the outer edge of the lid 7. Preferably, the blades 20 are slightly spaced apart on the axis 5. Alternatively, the blade 20 contacts the shaft 5 and extends radially outward with respect to the outer edge of the lid 7. In a further aspect, the impeller blades 20 can be pitched about the axis of the impeller shaft 5.

덮개(7)와 임펠러 블레이드(20)는 바람직하게는 주입된 연도 기체가 임펠러축을 따라 상방으로 통과하여 계속적으로 세정기를 빠져나오는 것을 방지할 수 있도록 치수를 정한다. 축(5)은 연도 기체를 외부 방향으로 방사형으로 인도하고 연도 기체를 흡수제 속에 분산시켜 이산화황을 효과적으로 제거시키기 위한 충분한 보유 시간을 조장하기에 충분한 속도로 회전된다.The lid 7 and the impeller blades 20 are preferably dimensioned to prevent the injected flue gas from passing upward along the impeller shaft and continually exiting the scrubber. The axis 5 is rotated at a speed sufficient to guide the flue gas radially outwardly and to disperse the flue gas in the absorbent to promote sufficient retention time to effectively remove sulfur dioxide.

본 발명의 중요한 이점은 연도 기체로부터 SO2를 제거시키는 효율에 있다. 선행 기술의 탱크 세정기는 SO2제거 효율을 90 내지 99%의 범위로 제공하고, 보다 전형적으로는 비교적 소량의 이산화황을 포함하는 연도 기체에 대한 SO2제거 효율은 약 93 내지 96%로 제공한다. 반면에, 본 발명의 장치 및 공정은 전면적인 규모의 공장 작동 데이터를 기준으로 하여 99.9% 등급의 SO2제거 효율을 제공하는데, 이것은 선행 기술에서 수득한 최고치보다 더 높은 크기 등급이다. 본 발명의 방법 및 장치는 다량의 이산화황 뿐만 아니라 기타 오염물질을 포함하는 연도 기체로부터 이산화황을 제거하는데 효과적인 것으로 밝혀졌다.An important advantage of the present invention is the efficiency of removing SO 2 from the flue gas. Prior art tank scrubbers provide SO 2 removal efficiencies in the range of 90 to 99%, and more typically SO 2 removal efficiencies for flue gases containing relatively small amounts of sulfur dioxide. In contrast, the apparatus and process of the present invention provide a 99.9% grade SO 2 removal efficiency based on full scale plant operation data, which is a size grade higher than the highest obtained in the prior art. The method and apparatus of the present invention have been found to be effective in removing sulfur dioxide from flue gases containing large amounts of sulfur dioxide as well as other contaminants.

기타 이점은 고안의 단순성이다. 예를 들면, 연도 기체는 단일 주입 노즐(3)을 통해 탱크 세정기 유체(10) 속에 주입되는 반면 선행 기술의 방법은 전형적으로 다수의 주입 파이프를 사용한다. 전면적인 규모의 공장 작동으로부터 유도된 경험을 근거로 하여, 고안의 단순성은 유지 비용이 적게 들고 작동이 쉽다는 것을 뜻한다. 다수의 노즐을 사용하는 것보다 단일 주입 노즐을 사용하는 본 발명의 장치의 능력은 흡수제 속에 연도 기체를 효과적으로 분산시키기 위한 덮개가 있는 임펠러의 효율에 기인한 것이다.Another advantage is the simplicity of the design. For example, flue gas is injected into the tank scrubber fluid 10 through a single injection nozzle 3 while the prior art methods typically use multiple injection pipes. Based on experience derived from full scale plant operation, the simplicity of the design means less maintenance costs and ease of operation. The ability of the device to use a single injection nozzle rather than using multiple nozzles is due to the efficiency of the covered impeller to effectively disperse the flue gas in the absorbent.

본 발명의 또 다른 분명한 이점은 기체 분산을 생성시키는 기계적인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 방법은 탱크 세정기 유체(10) 속에 기체의 미분산을 생성시키는 덮개가 있는 임펠러(6)를 사용함으로써 연도 기체로부터 SO2를 효과적으로 제거한다.Another obvious advantage of the present invention is to provide a mechanical method of producing gas dispersion. The method of the present invention effectively removes SO 2 from the flue gas by using a capped impeller 6 which produces microdispersion of gas in the tank scrubber fluid 10.

본 발명의 여전히 또다른 이점은 탱크 장치 상의 스케일 형성이 SO2흡수제로서 석회와 같은 칼슘 화합물을 사용하는 시스템에서 대부분 제거된다는 점이다. 본 발명의 양태에서, 아황산칼슘 결정은 사용된 혁신적인 기술에 의해 생성된 미분산 고체 상에서 우세하게 성장하는 경향이 있음으로 인하여 성취된다. 본 발명의 기타 이점은 당해 분야의 전문가들에게는 명백해질 것이다.Still another advantage of the present invention is that scale formation on tank apparatus is largely eliminated in systems using calcium compounds such as lime as SO 2 absorbent. In an embodiment of the present invention, calcium sulfite crystals are achieved due to the tendency to grow predominantly on undispersed solids produced by the innovative techniques used. Other advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art.

하나의 바람직한 양태에서, 단일 탱크를 사용한다. 두 번째 지지 탱크 또는 세정기 탱크는 제1탱크와 연결시켜 사용하여 보유 시간을 증가시킴으로서 적절하게 성장되도록 한다.In one preferred embodiment, a single tank is used. A second support tank or scrubber tank can be used in conjunction with the first tank to increase retention time to allow for proper growth.

본 시스템은 미합중국 특허 제4,919,715호에 기술된 바와 같은 금광, 산소 증량된 배소공정으로부터의 배출 기체를 처리하는데 특히 적합하다. SO2함량이 4 내지 14%이고 O2함량이 약 15 내지 17%인 약 2600SCFM의 연도 기체가 금광 배소 공정으로부터 방출된다. 전면적인 규모의 배소공장 작동 도중의 탱크 세정기 단위의 작동 효율은 99.9% 초과이다. 본 발명의 신규한 탱크 세정기는 기타의 산소 증량된 금광 배소공장 및 또한 기타 산업에서의 유사한 크기의 공장, 특히 비교적 작은 용적의 고 SO2함유 연도 기체를 방출하는 공장(예: 클라우스 공장)에 적합하다. 상기한 바와 같이 산소 제공 기체를 필요한만큼 별도로 주입시킬 수 있지만, 연도 기체 중에 실질적인 양의 O2가 존재하는 것도 이득이다.The system is particularly suitable for treating off-gases from gold mines, oxygen-extended roasting processes as described in US Pat. No. 4,919,715. Flue gas of about 2600 SCFM with an SO 2 content of 4-14% and an O 2 content of about 15-17% is released from the gold mine roasting process. The operating efficiency of the tank scrubber unit during full scale roasting plant operation is above 99.9%. The novel tank scrubbers of the present invention are suitable for other oxygen-enhanced gold mine roasting plants and also for similarly sized plants in other industries, in particular plants which emit relatively small volumes of high SO 2 containing flue gas (e.g. Klaus plants). Do. As described above, the oxygen providing gas can be injected separately as necessary, but it is also a benefit that a substantial amount of O 2 is present in the flue gas.

[실시예]EXAMPLE

4%의 SO2및 17%의 O2를 포함하는 금광 산소 배소 공장으로부터의 2660 SCFM스트림의 연도 기체를 제1도에 나타낸 바와 같은 탱크 세정기 속에 공급한다. 연도 기체의 온도와 압력은 각각 160°F와 3.8psig이다. 탱크 세정기는 직경이 20ft이고 높이가 22ft이다. 탱크 세정기에는 직경이 82in인 덮개(82) 및 블레이드의 외부 끝이 덮개의 외부 가장자리와 일치하도록 덮개에 용접시킨, 각각 길이가 38in이고 높이가 12.2in인 6개의 블레이드를 갖는 덮개가 있는 임펠러가 구비되어 있다. 덮개가 있는 임펠러 하부의 동일 축 상에 직경이 112in인 피칭된 블레이드 임펠러를 위치시킨다. 임펠러들의 상대적인 위치는 각각 탱크의 하부로부터 약 144in 및 37in이다. 임펠러에는 75마력의 모터가 장착되어 있으며 약 37RPM으로 작동된다. 탱크는 20중량%의 황산칼슘 슬러리를 포함하는데, 이의 pH는 석회 슬러리를 연속적으로 가함으로써 5.4 내지 6.0의 범위로 유지시킨다. 탱크 세정기 속의 슬러리 양은 약 15ft로 조절한다. 과량의 슬러리는 탱크 세정기로부터 연속적으로 회수시켜 슬러리를 일정량으로 유지시킨다. 세정기를 빠져나오는 기체 스트림은 약 20ppm의 SO2를 함유하는데, 이는 약 99.95%의 SO2제거 효율에 상응한다.Flue gas of 2660 SCFM stream from a gold mine oxygen roasting plant containing 4% SO 2 and 17% O 2 is fed into a tank scrubber as shown in FIG. 1. The flue gas temperature and pressure are 160 ° F and 3.8 psig, respectively. The tank scrubber is 20ft in diameter and 22ft in height. The tank scrubber is equipped with a cover 82 having a diameter of 82 inches and a covered impeller with six blades, each 38 inches long and 12.2 inches high, welded to the lid so that the outer end of the blade coincides with the outer edge of the lid. It is. Place a pitched blade impeller 112 inches in diameter on the same axis under the covered impeller. The relative positions of the impellers are about 144 inches and 37 inches from the bottom of the tank, respectively. The impeller is equipped with a 75 horsepower motor and runs at about 37 RPM. The tank contains 20% by weight calcium sulfate slurry, the pH of which is maintained in the range of 5.4 to 6.0 by continuously adding lime slurry. The amount of slurry in the tank scrubber is adjusted to about 15 ft. Excess slurry is continuously withdrawn from the tank scrubber to maintain a constant amount of slurry. The gas stream exiting the scrubber contains about 20 ppm SO 2 , which corresponds to about 99.95% SO 2 removal efficiency.

Claims (25)

a. 수성 SO2흡수제를 SO2흡수제 유체의 pH가 4.5 이상으로 유지되는 양으로 용기 속에 가하는 단계, b. 수성 SO2흡수제 유체를 상부 임펠러 및 하부 임펠러[여기서, 상부 임펠러는 기체 통과를 억제시키기 위한 하나 이상의 덮개를 포함한다]를 포함하는 회전 임펠러를 이용하여 교반시키는 단계, c. 수성 흡수제 유체의 표면 하부의 SO2함유 기체를 상부 임펠러와 하부 임펠러 사이 부근에 주입시키는 단계, d. 수성 흡수제 유체를 회수함으로써 용기 속의 수성 흡수제 유체의 수위를 예정된 높이로 유지시키는 단계 및 e. 용기로부터 탈황된 기체를 제거하는 단계를 포함하여 SO2함유 기체로부터 SO2를 제거하는 방법.a. Adding an aqueous SO 2 absorbent into the vessel in an amount such that the pH of the SO 2 absorbent fluid is maintained above 4.5, b. Stirring the aqueous SO 2 absorbent fluid using a rotating impeller comprising an upper impeller and a lower impeller, wherein the upper impeller includes one or more shrouds to inhibit gas passage; c. Injecting a SO 2 containing gas below the surface of the aqueous absorbent fluid in the vicinity between the upper and lower impellers, d. Maintaining the level of the aqueous absorbent fluid in the vessel at a predetermined height by recovering the aqueous absorbent fluid; and e. Including the step of removing desulfurized gas from the container how to remove SO 2 from the SO 2 containing gas. 제1항에 있어서, SO2흡수제 유체가 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 소석회, 석회석 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 알칼리성 성분의 수용액 또는 수성 슬러리인 방법.The process of claim 1 wherein the SO 2 absorbent fluid is an aqueous solution or aqueous slurry of alkaline components selected from the group consisting of sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium hydroxide, slaked lime, limestone and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 용기에 공급되는 기체의 SO2함량이 약 1 내지 약 50용적%인 방법.The method of claim 1 wherein the SO 2 content of the gas supplied to the vessel is from about 1 to about 50 volume percent. 제1항에 있어서, 용기에 공급되는 기체가 산소를 포함하고 이의 산소 함량이 약 5용적% 이상인 방법.The method of claim 1 wherein the gas supplied to the vessel comprises oxygen and its oxygen content is at least about 5% by volume. 제1항에 있어서, 흡수제 유체 속에 주입시키기 전에 기체에 산소를 가함으로써 기체 속의 총 산소 함량이 약 5용적% 이상으로 제공되는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising providing at least about 5% by volume of total oxygen content in the gas by applying oxygen to the gas prior to injecting the absorbent fluid. 제1항에 있어서, 산소 함유 공급원을 수성 흡수제 유체 속의 실질적으로 모든 아황산염 및 중아황산염 생성물을 황산염으로 산화시키기에 충분한 양으로 흡수제 유체 속에 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising adding an oxygen containing source in the absorbent fluid in an amount sufficient to oxidize substantially all of the sulfite and bisulfite products in the aqueous absorbent fluid to sulfates. 제1항에 있어서, 단계(d)의 용기로부터 회수된 수성 흡수제 유체 속에 산소를 주입시켜 실질적으로 모든 아황산염 및 중아황산염 생성물을 황산염으로 산화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising injecting oxygen into the aqueous absorbent fluid recovered from the vessel of step (d) to oxidize substantially all of the sulfite and bisulfite products to sulfates. 제1항에 있어서, 기체를 수성 흡수제 유체 속에 주입시키기 전에 약 2 내지 8psig로 압축시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising compressing the gas to about 2 to 8 psig prior to injecting the gas into the aqueous absorbent fluid. 제1항에 있어서, 유체의 온도가 약 33 내지 185°F으로 유지되는 방법.The method of claim 1, wherein the temperature of the fluid is maintained at about 33 to 185 ° F. 제1항에 있어서, SO2흡수제 유체가 석회의 슬러리인 방법.The method of claim 1 wherein the SO 2 absorbent fluid is a slurry of lime. 제1항에 있어서, 용기 속의 수성 흡수제 유체의 pH가 약 5.4 내지 6.0으로 유지되는 방법.The method of claim 1 wherein the pH of the aqueous absorbent fluid in the vessel is maintained at about 5.4 to 6.0. 제1항에 있어서, 수성 흡수제 유체를 용기 속에 30분 이상 동안 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising maintaining the aqueous absorbent fluid in the container for at least 30 minutes. 제1항에 있어서, 수성 흡수제 유체를 용기 속에 약 8 내지 24시간 동안 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising maintaining the aqueous absorbent fluid in the vessel for about 8 to 24 hours. 제1항에 있어서, 수성 흡수제 유체의 수위를 상부 임펠러의 약 1 내지 3ft 위로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising maintaining a level of the aqueous absorbent fluid above about 1 to 3 feet of the upper impeller. 제1항에 있어서, 기체를 흡수제 유체의 표면의 약 3 내지 5ft 밑으로 주입시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising injecting a gas about 3 to 5 feet below the surface of the absorbent fluid. 제1항에 있어서, 기체를 단일 노즐을 통하여 수성 흡수제 유체 속에 주입시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising injecting gas into the aqueous absorbent fluid through a single nozzle. 제1항에 있어서, 상부 임펠러와 하부 임펠러가 공동 회전축에 위치하는 방법.The method of claim 1 wherein the upper impeller and the lower impeller are located on a common axis of rotation. 제1항에 있어서, 상부 임펠러와 하부 임펠러가 각각 별도의 회전축에 위치하는 방법.The method of claim 1 wherein the upper impeller and the lower impeller are each located on separate axes of rotation. a. 상부 및 하부 영역[여기서, 하부 영역은 수성 SO2흡수제를 교반하기 위한 피칭된 블레이드 제1임펠러수단을 지니고, 축의 상부 영역은 제1임펠러수단 상부에 부착된 제2임펠러수단을 포함하고 축에 고정된 실질적으로 수평인 덮개를 갖는다]을 갖는 실질적으로 수직인 회전 축을 포함하는 교반기 수단 및 수성 흡수제를 축으로부터 실질적으로 방사형으로 인도하는 수단을 포함하고, 수성 SO2흡수제를 포함하는 용기[여기서, 용기 속의 수성 흡수제의 pH는 4.5 이상이다] 속에 SO2함유 기체를 연속적으로 도입하는 단계, b. SO2함유 기체를 상부 임펠러 수단과 하부 임펠러 수단 사이에 부착된 지점에서 수성 흡수제 속에 주입시키고, 임펠러 축을 충분히 전단력을 생성시키는 속도로 회전시킴으로써 수성 흡수제를 동시에 교반하여 주입된 연도 기체를 외부 방향으로 방사형으로 인도함으로써 기체를 수성 흡수제 속에 분산시켜 기체로부터 SO2를 흡수시키는 단계 및 c. 수성 흡수제로부터 주입된 기체를 제거하는 단계를 포함하는, SO2함유 기체로부터 SO2를 제거하기 위한 연속 방법.a. The upper and lower regions, wherein the lower region has a pitched blade first impeller means for agitating the aqueous SO 2 absorbent, the upper region of the shaft comprising a second impeller means attached to the top of the first impeller means and fixed to the shaft A stirrer means comprising a substantially vertical axis of rotation having a substantially horizontal cover, and means for guiding the aqueous absorbent substantially radially from the axis, wherein the container comprises an aqueous SO 2 absorbent, wherein the container The pH of the aqueous absorbent in the genus is at least 4.5], continuously introducing the SO 2 containing gas; b. The SO 2 containing gas is injected into the aqueous absorbent at the point of attachment between the upper impeller means and the lower impeller means, and the impeller shaft is rotated at a rate that produces sufficient shear force, thereby simultaneously stirring the aqueous absorbent to radially inject the flue gas injected outward Dispersing the gas in the aqueous absorbent by guiding it to absorb SO 2 from the gas and c. Continuous process for removing the SO 2 from a step of removing the gas injected from the aqueous absorbent, SO 2 containing gas. 제19항에 있어서, 수성 흡수제를 용기 속의 수성 흡수제의 pH가 4.5이상으로 되도록 하는 속도로 용기 속에 연속적으로 도입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.20. The method of claim 19, further comprising continuously introducing the aqueous absorbent into the vessel at a rate such that the pH of the aqueous absorbent in the vessel is at least 4.5. 제19항에 있어서, 용기로부터 사용된 수성 흡수제를 연속적으로 제거함으로써 흡수제를 실질적으로 일정량으로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.20. The method of claim 19, further comprising maintaining a substantially constant amount of the absorbent by continuously removing the used aqueous absorbent from the vessel. 제1항에 있어서, SO2함유 기체를 분산시키기에 충분한 전단력을 제공하는 속도로 상부 임펠러를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising rotating the upper impeller at a rate that provides sufficient shear force to disperse the SO 2 containing gas. 제1항에 있어서, 하부 임펠러가 수성 흡수제를 교반시키기 위한 피칭된 블레이드 임펠러를 포함하는 방법.The method of claim 1 wherein the lower impeller comprises a pitched blade impeller for stirring the aqueous absorbent. 제23항에 있어서, 상부 임펠러가 실질적으로 수직인 회전축에 고정된 실질적으로 수평인 원형 디스크 및 디스크의 하부 측면에 부착되고 축으로부터 디스크의 외부 가장자리로 방사형으로 연장되는 다수의 날개를 포함하는 방법.24. The method of claim 23, wherein the upper impeller comprises a substantially horizontal circular disk fixed to a substantially vertical axis of rotation and a plurality of wings attached to the lower side of the disk and extending radially from the axis to the outer edge of the disk. 제24항에 있어서, 산소 함유 기체를 상부 임펠러와 하부 임펠러 사이에 위치하는 축 부근에 주입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 24, further comprising injecting an oxygen containing gas near an axis located between the upper and lower impellers.
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